Deux expériences fondamentales ont conduit à la découverte de l'ADN comme matériel génétique. En 1928 Griffith expérimente sur des souris. Il montre que les cellules contiennent un "principe transformant" qui permet à une cellule de léguer ses propriétés à une autre.

En 1944 Avery, Mac Leod et Mac Carthy prouvent que l'agent en cause est l'ADN.

Expérience de Griffith

Figure 1-1. Chez le pneumocoque (agent de la pneumonie chez la souris) on connaît deux types de souches : l'une possède une capsule polysaccharidique qui donne aux cellules un aspect lisse. Cette souche est pathogène. L'autre en est dépourvue et présente un aspect rugueux, de plus elle a perdu tout pouvoir pathogène.

En cultivant une souche SI pendant longtemps in vitro, on peut en isoler une souche RI vivante non pathogène qui inoculée à une souris la laise i,ndemne bien qu'hébergeant la bactérie. Par contre une souche lisse SII inoculée directement à une souris induit chez celle ci une pneumonie létale. Mais si l'on tue la bactérie SII par chauffage et si on l'inocule alors, la souris survit parfaitement.

Griffith mélangea une fraction de culture vivante de RI vivante (non pathogène) à une fraction de SII tuée par chauffage (inoffensive) et injecta le mélange à une souris. Il fit deux constatations.

la souris mourut de pneumonie.

sa dépouille contenait des bactéries vivantes de type SII.

Il en conclut qu'un "principe transformant" était passé des bactéries mortes SII aux bactéries RI vivantes et avait transformé celles-ci en type SII vivantes.

Expérience d'Avery, Mac Leod et Mac Carthy

De 1928 à 1944 une technique de transformation du pneumocoque in vitro a été mise au point, ce qui permet de se passer du passage dans la souris, et simplifie l'expérience. On cultive des cellules R en présence de S tuées et on récupère des S vivantes. On refait la même expérience mais en utilisant un extrait acellulaire de cellules S : les cellules R ont été transformées. L'agent transformant est donc un agent chimique provenant de l'extrait acellulaire de S. L'intégrité physique de la cellule n'est pas indispensable pour la transformation. L'extrait acellulaire peut être fractionné, ce qui permet de démontrer que l'agent transformant est de nature macromoléculaire, qu'il n'est constitué ni de poly saccharides ni de protéines ni d'acide ribonucléique (ARN). Par contre la fraction contenant l'acide désoxyribonucléique (ADN) est capable de réaliser la transformation. Afin d'éliminer la possibilité que cette fraction ait été contaminée par des impuretés, on prépare un extrait acellulaire que l'on répartit en trois fractions, la première est soumise à l'action des protéases qui dégradent les protéines, la seconde est soumise à l'action de l'ARNase qui dégrade l'ARN Figure 1-2. Expérience d'Avery, Mac Leod et Mac Carthy et la troisième est traitée par l'ADNase qui dégrade l'ADN. Alors que les deux premières fractions sont encore capables de transformer, la troisième est dépourvue de tout pouvoir transformant.

 

Figure 1-2 Expérience d'Avery, Mac Leod et Mac Carthy

Ces expériences démontrent que l'ADN programme la synthèse des polysaccharides de la capsule. Les descendantes des cellules R transformées eb S sont de type S donc l'ADN contrôle la multiplication à l'identique.